DE2110393B2

DE2110393B2 - Mengen- oder Differenzdruckregelventil

Info

Publication number: DE2110393B2
Application number: DE19712110393
Authority: DE
Inventors: Willi 6000 Frankfurt Sandvoss
Original assignee: Samson Apparatebau AG
Current assignee: Samson Apparatebau AG
Priority date: 1971-03-04
Filing date: 1971-03-04
Publication date: 1975-02-06
Also published as: NL7202917A; NL152070B; DE2110393C3; DE2110393A1; AT319675B; SE380335B

Description

Die Erfindung betrifft ein Mengen- oder Differenzdruckregelventil mit von einem Stellmotor, insbesondere einer auf Druckimpulse ansprechenden Arbeitsmembran, über eine Ventilstange entgegen der Wirkung einer Ventilfeder verstellbarem Ventilkegel und einem Drosselorgan, welches auf der Eingangsseite des Ventilsitzes dem Ventilkegel gegenüberliegt, wobei der Stellmotor von dem Differenzdruck vor und hinter dem Drosselorgan beaufschlagt wird.

Bei einem bekannten Mengenregelventil dieser Art besteht das Drosselorgan aus einem zweiten Ventilkegel, der am freien Ende einer abgedichtet nach außen geführten Drosselventilspindel sitzt, die von Hand hoch- und niedergeschraubt werden kann, um den Drosselkegel von dem Ventilsitz zu entfernen oder demselben zwecks Verringerung des Drosselquerfchnittes zu nähern. Es wurde nun beobachtet, daß sich bei Verwendung eines solchen Drosselventilkegels hinter demselben im Druckentnahmebereich, vor allem bei stärkerer Annäherung des Drosselventilkegels an den Ventilsitz, ungünstige Strömungsverhältnisse ergeben können, welche die Erzielung einer befriedigenden Regelgenauigkeit verhindern. Auch läßt sich bei der bekannten Anordnung der Drosselquerschnitt nur in gewissen Grenzen und auch nur schwierig mit der gewünschten Genauigkeit einstellen. Der Einbau eines zusätzlichen Ventilkegels als Drosselorgan bedingt im allgemeinen auch eine Sonderfertigung des Ventüge

häuses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Regel- und Einstellgenauigkeit eines Mengen- oder Differenzdruckregelventils der eingangs genannten Art zu verbessern und dabei auch den Einbau des Drosselorgans auf einfache Weise in beliebige Ventilgehäuse zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Drosselorgan in an sich bekannter Weise ίο aus einer Schraubenfeder besteht, welche mittels einer von der Ventilstange unabhängigen Drosselspindel von außen her axial zusammendrückbar ist und aus deren hinter ihren Drosselwindungen liegendem Innenraum der gedrosselte Impulsdruck in die eine Arbeitskammer

des Stellmotors abgeleitet wird.

Auf diese Weise wird erreicht daß hinter der Drosselöffnung des Drosseiorgans, nämlich hinter den zwischen den Windungen der Schraubenfeder befindlichen Drosselspalten, innerhalb des Drosselorgans, d. h.

der Schraubenfeder, ein verhältnismäßig großes Volumen vorhanden ist, in welchem eine Beruhigung der Strömung und ein Ausgleich stattfindet, bevor der in die zugehörige Membrankammer einzuleitende Impuls druck hinter dem Drosselorgan abgenommen wird. Bei dem bekannten Mengenregelventil ist dies nicht der Fall, weil der Raum oder das Volumen hinter dem Drosselspalt und der Regelstelle, ei. h. der Abnahme stelle des Impulsdruckes,"zu klein ist, um die für eine gute Mengenmessung erforderliche Rückführung von

kinetischer Energie in statische Energie zu erzielen. Auf diesen Umstand wird das schlechte Regelverhalten des bekannten Mengenregelventils zurückgeführt.

Es war nicht ohne weiteres naheliegend, bei einem Mengen- oder Differenzdruckregelventil mit Stell-

motorbetätigung als Drosselorgan eine Schraubenfeder vorzusehen, weil dies zunächst viel umständlicher erscheinen mußte. Zuvor mußte nämlich erkannt werden welche besonderen Bedingungen bei einem solchen Regelventil zu erfüllen sind, um eine gute Regel

funktion und große Regelgenauigkeit zu erzielen. Auch aus an sich bekannten Ventilanordnungen konnte der Erfindungsgedanke nicht entnommen werden, denn bei diesen war lediglich der normale und übliche Ventilkegel durch eine Schraubenfeder ersetzt worden, wie dies z. B. bei dem aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 873 389 bekannten Membranventil der Fall ist. Dort ist nämlich der eigentliche, von der Arbeitsmembran betätigte Ventilkegel als Schraubenfeder ausgebildet, während beim Anmeldungsgegenstand der Ventilkegel ganz normal als Kegel oder Teller beibehalten ist, aber zusätzlich auf der dem Ventilkegel gegenüberliegenden Seite des Ventilsitzes ein Drosselorgan in Form einer Schraubenfeder angeordnet ist.

Nebenbei hat die Anordnung einer Schraubenfeder, welche eine zylindrische oder vorzugsweise eine kegelige Form haben kann, als einstellbares Drosselorgan für ein Mengen- oder Differenzdruckregelventil noch zusätzliche Vorteile. Die Schraubenfeder kann ohne weiteres in ein normales Ventilgehäuse aus der Serienfertigung eingebaut werden, wo sie keinen zusätzlichen Platz beansprucht. Durch eine geeignete Formgebung, insbesondere als Kegelfeder, läßt sich dieses Drosselorgan dem Strömungsbild im Ventil in sehr günstiger Weise anpassen.

⁶S Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung ersichtlich.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausfüh-

rungsform beispielsweise veranschaulicht Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Differenzdruck- oder Mengenrtgelventil in einem vertikalen Längsschnitt

Das als Membranventil ausgeführte Regelventil besteht aus einem Ventilgehäuse 1, welches durch Säulen 2 mit einem Membrangehäuse 3 verbunden ist Der Eingangsraum 4 des Ventilgehäuses 1 ist von dem Ausgangsraum 5 desselben durch eine Zwischenwand 6 getrennt in der die Ventildurchgangsöffnung 7 des Ventilsitzes 8 angeordnet ist Mit dem Ventilsitz 8 arbeitet ein in dem Ausgangsraum 5 vorgesehener Einsitzventilkegel S zusammen, der am freien Ende einer Ventilstange 10 befestigt ist Die Ventilstange 10 ist mittels eines Metallfederrohres 11 abgedichtet, welches einerseits an einem Bund 12 der Ventilstange 10 und andererseits an dem durchbohrten Boden einer die Ventilstange 10 umgebenden Hülse 13 dicht befestigt ist.

Zwischen der Hülse 13 und den Säulen 2 ist eine Ventilfeder 14 angeordnet, die sich einerseits an dem Ventilgehäuseboden 15 und andererseits auf einem Federteller 16 abstützt, der auf einem Bund 17 der Ventilstange 10 ruht. Der Bund 17 kann auf der Ventilstange 10 längsverschiebbar oder verschraubbar sein, um die Spannung der Ventilfeder 14 einstellen zu können.

Die Ventilfeder 14 ist bestrebt, den Ventilkegel 9 in seine Öffnungsstellung zu ziehen. Der Federkraft wirkt eine in dem Membrangehäuse 3 eingespannte Membran 18 entgegen, an deren Membranteller 19 das untere Ende der Ventilstange 10 befestigt ist. Die durch die Membran 18 abgeschlossene untere Kammer 20 des Membrangehäuses 3 ist durch eine Impulsleitung 21 mit einer in den Eingangsraum 4 des Ventilgehäuses 1 führenden öffnung 22 verbunden. Die obere Kammer 23 des Membrangehäuses 3, in welche die Ventilstange 10 durch eine Dichtung 24 druckdicht, aber verschiebbar eingeführt ist, steht durch eine Impulsleitung 25 mit einer Öffnung 26 in Verbindung, welche in den Raum zwischen der Schraubenfeder 27 und dem Ventilkegel 9 mündet. Auf diese Weise wird die Membran 18 mit dem Membranteller 19 von dem Differenzdruck vor und hinter der Schraubenfeder 27 beaufschlagt.

An Stelle der äußeren Impulsleitung 25 kann gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung der genannte Raum mit der Kammer 23 des Membrangehäuses 3 durch eine Längsbohrung der Ventilstange 10 verbunden sein.

Das Drosselorgan besteht gemäß dem Ausführungsbeispiel aus einer kegeligen bzw. kegelstumpfförmigen Schraubenfeder 27, die in dem Eingangsraum 4 des Ventilgehäuses 1 zwischen der Gehäusetrennwand 6 bzw. dem Ventilsitz 8 und einem Gehäusedeckel 28 angeordnet ist. Das untere, weitere Ende der kegeligen Schraubenfeder 27 ist in eine zur Ventilsitzöffnung 7 konzentrische Vertiefung 2S der Gehäusetrennwand 6 eingesetzt, wodurch die Schraubenfeder in ihrer Lage im Ventilgehäuse gut fixiert und zentriert wird. Das obere, engere Ende der Scheibenfeder 27 wird von einem Federteller 30 abgestützt, der eine vertiefte Lagerpfanne 31 aufweist. In diese Lagerpfanne greift das untere Ende 32 einer Gewindespindel 33 ein, die in einer zentralen Gewindebohrung des Gehäusedeckels 28 verschraubbar ist. Die Gewindespindel 33 ist durch eine Stopfbüchse 34 nach außen geführt und mittels einer Schraube 35 fest mit einem Zeiger 36 verbunden, der gegebenenfalls gleich als Handgriff zum Drehen der Gewindespindel 33 ausgebildet sein kann. An einer am Gehäusedeckel 28 vorgesehenen Skala kann der Zeiger 36 auf den gewünschten Drosselwert eingestellt werden.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist ohne weiteres verständlich. Das zu regelnde Medium strömt aus dem Eingangsraum 4 des Ventiigehäuses 1 durch die zwischen den Windungen der Schraubenfeder 27 vorhandenen Ringspalten hindurch in das Innere der Schraubenfeder 27, wobei die Strömung entsprechend der Spaltweite gedrosselt wird. Aus der Schraubenfeder 27 gelangt das Medium in den Ventildurchgang 7 und, wenn und so weit der Ventilkegel 9 vom Ventilsitz 8 entfernt ist, in den Ausgangsraum 5 des Ventilgehäuses. Infolge der Drosselwirkung der Schraubenfeder 27 ist der Druck hinter der Schraubenfeder geringer als der Druck vor der Schraubenfeder, d. h. im Eingangsraum 4. Diese Drücke werden durch die Impulsleitungen 25 und 21 in die Kammern 23 bzw. 20 des Membrangehäuses 3 übertragen. Der auf die Membran 18 und den Membranteller 19 wirkende Differenzdruck steuert dann über die Ventilstange 10 die Einstellung des Ventilkegels 9 gegenüber dem Ventilsitz 8. Durch tieferes Einschrauben der Gewindespindel 33 wird die Schraubenfeder 27 mehr zusammengedrückt, wodurch sich die Schraubenwindungen einander nähern und sich schließlich berühren. Dementsprechend verringert sich der Gesamtdurchtrittsquerschnitt der Schraubenfeder, und entsprechend dieser Drosselung verändert sich die Stellung des Ventilkegels 9.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mengen- oder Differenzdruckregel ventil mit von einem Stellmotor, insbesondere einer auf Druckimpulse ansprechenden Arbeitsmembran, über eine Ventilstange entgegen der Wirkung einer Ventilfeder verstellbarem Ventilkegel und einem Drosselorgan, welches auf der Eingangsseite des Ventilsitzes dem Ventilkegel gegenüberliegt, wobei der Stellmotor von dem Differenzdruck vor und hinter dem Drosselorgan beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan in an sich bekannter Weise aus einer Schraubenfeder (27) besteht, welche mittels einer von der Ventilstange (10) unabhängigen Drosselspindel (33) von außen her axial zusammendrückbar ist und aus deren hinter ihren Drosselwindungen liegendem Innenraum der gedrosselte Impulsdruck in die eine Arbeitskammer (23) des Stellmotors abgeleitet wird.

2. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselspindel (33) in einer Gewindebohrung des Gehäusedeckels (28) verschraubbar ist, mit ihrem in das Innere des Ventügehäuses (1) ragenden Ende (32) in eine Lagerpfanne (31) des Federtellers (30) eingreift und an ihrem aus dem Ventilgehäuse (1) nach außen ragenden Ende mit einem Verstellglied und/oder mit einem über einer Skala am Gehäusedeckel (28) spielenden Zeiger (36) versehen ist.

3. Regelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen der Schraubenfeder (27) und dein Ventilkegel (9) durch die hohl ausgebildete Ventilstange (10) hindurch mit einer Kammer des Membrangehäuses (3) verbunden ist.